Fotoánodos WO3−Fe2O3 para la división del agua: un enfoque de andamiaje anfitrión y absorber invitado

La producción de hidrógeno solar a través de la división del agua con hematita (Fe2O3) ha estado limitada por una mala absorción de luz y una pequeña longitud de difusión de huecos. Estas desventajas se pueden superar utilizando un anfitrión de alta superficie para soportar una delgada capa de hematita, permitiendo que los huecos fotogenerados se produzcan en alta proximidad a la unión semiconductora-líquido. Aquí demostramos la efectividad de este concepto utilizando un andamiaje anfitrión nanostructurado (WO3) preparado por CVD a presión atmosférica para soportar una delgada capa de nanopartículas de Fe2O3 depositadas por un método similar. Se observó un aumento del 20% en la fotocorriente en electrodos anfitrión-invitado en comparación con películas de control con la misma cantidad de hematita (equivalente a una película de 60 nm) depositadas sin el andamiaje anfitrión. La mejora se atribuye a un aumento en la eficiencia de conversión de fotones absorbidos (APCE), especialmente para longitudes de onda más largas donde la profundidad de penetración de los fotones es grande en la hematita. Para la luz con una longitud de onda de 565 nm, la APCE mejora al 8.0%, en comparación con el 5.7% de las películas de control debido a la arquitectura anfitrión/invitado.